2024/3/241第四章試樣的采集與制備§4.1試樣的采集§4.2試樣的制備§4.3試樣的分解2024/3/242§4.1試樣的采集工業分析測定步驟：

1采樣2制樣3分解樣品4消除干擾5方法的選擇及測定6結果的計算和數據的評價本章的重點是樣品的采集、制備和分解

從被檢的總體物料中取得有代表性的樣品的過程稱為采樣

一、樣品采集的意義

在工業分析工作中，常需要從大批物料中或大面積的礦山上采取實驗室樣品。

2024/3/243要求：采集到的樣品能夠代表原始物料的平均組成

二、有關采樣的基本術語

1、采樣單元(samplingunit)具有界限的一定數量物料（界限可以是有形的也可以是無形的）2、份樣(increment，子樣)

用采樣器從一個采樣單元中一次取得的一定量的物料采樣公式:n:采樣單元數2024/3/2444、實驗室樣品(laboratorysample)

為送往實驗室供分析檢驗用的樣品5、參考樣品（referencesample，備檢樣品）

與實驗室樣品同時制備的樣品，是實驗室樣品的備份。3、原始樣品（primarysample，送檢樣)

合并所采集的所有份樣所得的樣品6、試樣（testsample）

由實驗室樣品制備，用于分析檢驗的樣品。2024/3/245三、采樣的原則

1、均勻的物料：可以在物料的任意部位進行采樣2、非均勻的物料：隨機采樣，對所得的樣品分別進行測定。3、采樣過程中不應帶進任何雜質，盡量避免引起物料的變化（如吸水、氧化等)四、采樣的具體要求

1、采樣單元數的確定

對于化工產品，如總體物料的單元數小于500，則根據下表選取采樣單元數。2024/3/246總體物料的單元數選取的最小單元數總體物料的單元數選取的最小單元數1～1011～4950～6465～8182～101102～125126～151152～181全部單元11121314151617182～216217～254255～296297～343344～394395～450451～51218192021222324

如總體物料的單元數大于500，則用下式計算采樣單元數：即N為總體單元數2024/3/2472、采集樣品的量

至少應滿足三次重復測定的要求；如需留存備考樣品，應滿足備考樣品的要求；如需對樣品進行制樣處理時，應滿足加工處理的要求。對于不均勻的物料，可采用下列試樣的采集量經驗計算公式：mQ≥kda

mQ

—采取實驗室樣品的最低可靠質量，kg

d—實驗室樣品中最大顆粒的直徑，mm

k、a—經驗常數，由實驗室求得2024/3/248

一般k值在0.02～1之間，樣品越不均勻，k值越大，物料均勻0.1～0.3，物料不太均勻0.4～

0.6，物料極不均勻0.7～1.0；a=1.8～2.5，地質部門一般規定為2

。

物料的顆粒越大，則最低采樣量越多；樣品越不均勻，最低采樣量也越多。

因此，對塊狀物料，應在破碎后再采樣。

例如：采集某礦石樣品時，若此礦石的最大顆粒直徑為20mm，k值為0.06kg/mm2

則采樣量mQ≥0.06kg/mm2×(20mm)2＝24kg

2024/3/249如果將上述礦石最大顆粒破碎至4mm

mQ≥0.06kg/mm2×(4mm)2

＝0.96kg≈1kg

3、采樣記錄和采樣報告

采樣時應記錄被采物料的狀況和采樣操作。如物料的名稱、來源、編號、數量、包裝情況、存放環境、采樣部位、所采樣品數和樣品量、采樣日期、采樣者等。2024/3/2410五、采樣的方式

1、隨機取樣

隨機取樣又稱概率取樣?；驹硎俏锪峡傮w中每份被取樣的概率相等。將取樣對象的全體劃分成不同編號的部分，用隨機數表進行取樣。2、分層取樣

當物料總體有明顯不同組成時，將物料分成幾個層次，按層數大小成比例取樣。

系統取樣是按已知的變化規律取樣。如按時間間隔或物料量的間隔取樣。3、系統取樣2024/3/24114、二步取樣

二步取樣是將物料分成幾個部分，首先用隨機取樣的方式從物料批中取出若干個一次取樣單元，然后再分別從各取樣單元中取出幾個份樣。六、采樣方法1、固體樣品的采集（1）采樣工具采樣探子

采樣探子長750mm，外徑18mm，槽口寬12mm，下端30

角錐的不銹鋼管或銅管

2024/3/2412

取樣時，將采樣探子由袋（罐、桶）口的一角沿對角線插入袋（罐、桶）內的1/3～3/4處，旋轉180

后抽出，刮出鉆槽中物料作為一個子樣。

采樣探子適用于粉末、小顆粒、小晶體等固體化工產品采樣。采樣鉆

采樣鉆適用于采集較堅硬的固體樣品。氣動探針和真空探針

適用于粉末和細小顆粒等松散物料的采樣。2024/3/2413（2）采樣方法A從物料堆中采樣

采樣時，根據物料堆的形狀和份樣數目，將份樣分布在堆的頂部、腰和底部。底部采樣時，采樣點應距地面0.5m，頂部采樣時，應先除去0.2m的表面層，再沿垂直方向用鏟一類的工具進行挖取。B從物料流中采樣

所謂物料流是指輸送帶上傳送的物料。在輸送帶物料流中采樣時，大都是使用自動化的采樣器，定時、定量連續采樣。2024/3/2414

當采用相同的時間間隔采樣時，若物料流的流量均勻，則采用的時間間隔T可用下式計算：T

—采樣的時間間隔min

Q—物料批量t

n—份樣數目個

G—物料流量t/h

C從運輸工具中采樣

從運輸工具中采樣時，應根據運輸工具的不同，選擇不同的布點方法。2024/3/2415

車皮容量低于30t時，采用斜線三點法；容量在30～50t時，采用四點法；容量超過50t時，采用五點法。2024/3/2416（3）固體物料采樣實例份樣數如煤量為1000t,份樣數目見下表

品種煤流火車汽車船舶煤堆

原煤、篩選煤6060606060精煤1520202020如煤量超過1000t,份樣數目按下式計算n1—

實際應采份樣數目，個n

—

上表中的份樣數目，個m—煤量，t2024/3/2417如煤量少于1000t,份樣數目可根據上表的數目按比例遞減，但不能少于下表中規定的數目。

品種煤流火車汽車船舶煤堆

原煤、篩選煤上表中規定數目的1/31818上表中規定數目的1/2上表中規定數目的1/2精煤66份樣的最小質量份樣的最小質量可按下表規定的量采集商品煤最大粒度/mm0～2525～50

50～100＞100每個份樣的最小質量/kg12452024/3/2418采樣的方法煤堆采樣

在料堆的周圍，從地面起每隔0.5m左右，用鐵鏟劃一橫線，然后每隔1～2m劃一豎線，間隔選取橫豎線的交叉點作為取樣點，如圖所示。在取樣點取樣時，用鐵鏟將表面刮去0.1m，深入0.3m挖取一個子樣的物料量，每個子樣的最小質量不小于5kg。最后合并所采集的子樣。

2024/3/24191～2mh=0.3mm=5kg0.5m

料堆上采樣點的分布

2024/3/2420從煤流中采樣

先計算出采樣時間間隔，在煤流下落點，根據煤的流量和傳送帶寬度，以一次或分多次用接斗橫截煤流的全斷面采取一個份樣。

從火車或汽車中采樣

不管車皮容量大小，每車至少采取3個份樣，按3點法布點。

從船舶中采樣

直接在船上采樣，以艙煤為一個采樣單元，將船艙分成2～3層，每3～4m為一層，將份樣均勻分布在各層表面上。2024/3/24212、液體樣品的采集(1)特點液體樣品組成比較均勻，容易采得均勻樣品。輸送管道中的物料

儲罐器中的物料

大型儲罐中的物料

小型儲罐中的物料

槽車中的物料（2）采用工具采樣勺和采樣杯由不與物料發生反應的金屬或塑料制成。2024/3/2422采樣瓶一般為500mL的具塞玻璃瓶。套上加重鉛錘。由玻璃、金屬或塑料制成的管子，能插入到桶、罐、槽車中所需要的液面上。采樣管3、氣體樣品的采集

由于氣體物料易于擴散，而容易混合均勻。工業氣體物料存在狀態如：動態、靜態、正壓、常壓、負壓、高溫、常溫、深冷等，且許多氣體有刺激性和腐蝕性，所以，采樣時一定要按照采樣的技術要求，并且注意安全。2024/3/2423§4.2試樣的制備

原始的試樣一般不能直接用于分析，必須經過制備過程。液態和氣態樣品，易于混合均勻，且采樣量較少，混勻后可直接進行分析。固態樣品一般要經過破碎、過篩、混勻和縮分四個程序。一、破碎

通過機械或人工的方法將大塊的物料分散成一定細度的物料。破碎可分為粗碎、中碎、細碎和粉碎4個階段。

破碎工具破碎機、輥式破碎機、球磨機、鐵錘、研缽等2024/3/2424二、過篩

物料在破碎過程中，每次磨碎后均需過篩，未通過篩孔的粗粒再磨碎，直至樣品全部通過指定的篩子為止(易分解的試樣過170目篩，難分解的試樣過200目篩)。“目”數指每英寸（25.4mm）長度內的篩孔數目。

三、混勻

混勻法通常有人工混勻和機械混勻兩種。2024/3/2425

人工法是將實驗室樣品置于光滑而干凈的混凝土或木制平臺上，用堆錐法進行混勻。用鐵鏟將物料堆積成一圓錐，然后從錐底一鏟一鏟將物料鏟起，在距圓錐一定距離的地方重新堆成另一個圓錐，每一鏟的物料必須從錐頂自然灑落。來回反復操作3次，即可認為樣品混合均勻。

機械混勻法是將物料倒入機械攪拌器中，啟動機器，經一段時間的運作，即可將物料混勻。四、縮分

縮分是在不改變物料的平均組成的情況下，逐步縮小試樣量的過程。

2024/3/2426常用的有分樣器縮分法、四分法和棋盤縮分法。1、分樣器縮分法

分樣器下面的兩側有承接樣槽。將樣品倒入后，即從兩側流入兩邊的樣槽內，把樣品均勻地分成兩份，其中的一份棄去，另一份再進一步磨碎、過篩和縮分。

2、錐形四分法

2024/3/2427

將混合均勻的樣品堆成圓錐形，用鏟子將錐頂壓平成截錐體，通過截面圓心將錐體分成四等份，棄去任一相對兩等份。

重復操作，直至取用的物料量符合要求。3．棋盤縮分法

將混勻的樣品鋪成正方形的均勻薄層，用直尺或特制的木格架劃分成若干個小正方形。將每一定間隔內的小正方形中的樣品全部取出，放在一起混合均勻。其余部分棄去或留作副樣保管。

2024/3/2428§4.3試樣的分解一、分解試樣的目的

將固體試樣處理成溶液，或將組成復雜的試樣處理成簡單、便于分離和測定的形式。二、分解試樣的要求

試樣分解完全；防止待測組分損失；不能引入與被測組分相同的物質；選擇的分解試樣的方法與組分的測定方法相適應。三、分解試樣的方法

常用的分解方法有溶解法、熔融法、半熔法、干式灰化法和濕式消化法2024/3/24291、溶解法

溶解法是將試樣與溶劑作用，使待測組分轉變為可供分析測定的離子或分子的溶液。所用的溶劑主要有：水、有機溶劑、酸、堿等，應用最廣泛的是酸。

HCl、HNO3、H2SO4、H3PO4、HF、HClO42024/3/2430酸適用范圍

HCl鐵、鋁、鎂、錳、鋅、錫、鈦、鉻、稀土等金屬及合金大多數的碳酸鹽、氧化物、磷酸鹽、硼酸鹽、硫化物等化合物軟錳礦、褐鐵礦、硅酸鹽礦；水泥HNO3鐵、銅、鎳、鉬等金屬及合金碳酸鹽、磷酸鹽、硫化物、氧化物等H2SO4稀硫酸可溶解氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、硫化物及砷化物礦石等熱濃硫酸可以分解銻、氧化砷、錫、鉛的合金及冶金工業產品幾乎所有的有機物都能被熱濃硫酸氧化H3PO4合金鋼；鉻礦、氧化鐵礦和爐渣HF難分解的硅酸鹽與硝酸、高氯酸、磷酸或硫酸混合使用，可以分解硅酸鹽、磷礦石、銀礦石、石英、富鋁礦石、鈮礦石HClO4硫化物、氟化物、氧化物、碳酸鹽等鈾、釷、稀土的磷酸鹽等礦物

幾種常用酸的適用范圍2024/3/2431

實際工作中，常常將兩種或兩種以上的酸按比例混合使用。樣品及質量混合酸及比例鋼，0.5g2.5mL濃HNO3+5mL濃HCl+3mLH2O

銅合金，0.25g2.5mL濃HNO3+2.5mL濃HCl+5mLH2O

黃鐵礦，0.5g10～20mL混合酸（濃HNO3：濃HCl=3：1）鉬鋼，1g30mL王水+6mLHF（40%）

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2、熔融法

是將不能完全被溶劑所分解的試樣與熔劑混勻，在高溫下發生復分解反應，使其轉變為易被水或酸溶解的物質，然后用水或酸浸取。

熔融法使用的熔劑按酸堿性可分為酸性熔劑和堿性熔劑。2024/3/2433

常用的酸性熔劑有氟化氫鉀、焦硫酸鉀（鈉）、硫酸氫鉀（鈉）、強酸的銨鹽等；堿性熔劑主要有堿金屬碳酸鹽、苛性堿、堿金屬過氧化物等。

堿金屬碳酸鹽分解法：

碳酸鈉是分解硅酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽、碳酸鹽、氧化物、氟化物的礦物的熔劑。2024/3/2434

苛性堿分解法：

NaOH對樣品的分解作用與碳酸鈉類似，只是苛性堿的堿性強，熔點更低。

過氧化鈉分解法：

Na2O2既是強堿又是強氧化劑，可以分解某些碳酸鈉、苛性堿不能分解的物質。

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3半熔法

又稱為燒結法，它是在低于熔點的溫度下，使試樣與熔劑發生反應。通常在瓷坩堝中進行。常用MgO或ZnO與一定比例的Na2CO3混合物作為熔劑用來分解鐵礦及煤中的硫。其中MgO、ZnO的作用在于其熔點高，可以預防Na2CO3在灼燒時熔合，而保持松散狀態，使礦石氧化得更快、更完全，反應產生的氣體容易逸出。碳酸鈉與氯化銨也用于半熔融分解的熔劑。熔劑與試樣混勻置于鉄(或者鎳)坩堝內，在750-800℃左右半熔融。主要用于硅酸鹽中K+、Na+的測定等。

4干式灰化法

適于分解有機物或生物試樣，以便測定其中的金屬元素、硫及鹵素元素的含量。